黄河干流水库联合调度塑造异重流

阐述了黄河干流水库联合调度塑造异重流的设计思想,指出追求小浪底水库异重流的较高排沙比,是黄河汛前调水调沙极其重要的目标.同时,对入库水沙动力、动力作用时机、库区地形条件等影响小浪底水库异重流排沙比的主要因素进行了分析,建立了排沙比与小浪底水库入库平均输沙率、三门峡水库泄流增峰助力、动力作用时机及库区地形条件的关系式.实践表明:增大小浪底水库的入库水沙动力、把握好动力作用时机、尽可能创造有利的库区地形条件,可以有效地增大小浪底水库异重流的排沙比,实现"1+1＞2"的水库减淤效果.     

小浪底水库塑造异重流技术及调度方案

在前人研究的基础上，通过对小浪底水库异重流实测资料分析，并结合相关实体模型及水槽试验成果，研究了异重流发生、运行及排沙等基本规律。利用水库异重流运行规律及排沙特点，根据水库的上下游实际条件制定了黄河调水调沙试验水库联合调度预案。通过水库水沙联合调度实践，2004年成功塑造异重流并排沙出库，达到了减少水库淤积、优化出库水沙组合等多项预期目标。     

兼顾供水的小浪底水库汛前调水调沙对接水位

小浪底水库汛前调水调沙期的异重流排沙对接水位不仅决定了水库异重流排沙效果,而且关系到主汛期黄河下游的供水安全。在一定的入库流量条件下,水库排沙比随着对接水位的降低先缓慢增大,当对接水位降低到三角洲顶点高程附近时迅速增大。通过分析黄河下游长时段实际用水情况,建立了供水满足率与需补水量之间的关系式,综合考虑汛前调水调沙的排沙效果和下游供水需求,建议近期小浪底水库汛前调水调沙期异重流排沙的对接水位为219~223 m。     

2008年调水调沙小浪底水库异重流排沙分析

2008年汛前黄河调水调沙期间,在小浪底水库塑造异重流的过程中,小浪底水库排沙比高达89%.异重流排沙过程的特点是出库含沙量大、历时长,而且出现了两个沙峰.初步分析认为,这些特点与三门峡水库泄流过程、小浪底水库初始边界条件及其调整过程、小浪底水库闸门调度等因素有关.     

三门峡水库在黄河调水调沙体系中的作用

三门峡水库是黄河防洪工程体系的重要组成部分,对黄河中游水沙起着重要的调控作用。自2002年起,为减少黄河下游河道淤积与恢复河槽的过洪能力,黄河水利委员会组织和开展了以小浪底水库运用为主的黄河调水调沙实践活动,三门峡水库参与了多次黄河调水调沙生产运用,在运用过程中科学制定调度方案,通过对枢纽泄流排沙设施的调节与控制,为小浪底水库调水调沙运用提供所需水沙量。对三门峡水库运用进行的分析表明,三门峡水库运用在黄河调水调沙过程中起着承上启下的作用,能有效控制小浪底水库入库水沙的时空分布过程,有利于小浪底水库库区明流段淤积形态的改善及小浪底水库人工塑造异重流形成与消亡的控制,提升小浪底水库的排沙效率,增加并恢复黄河下游主河槽的过洪能力。同时,有利于三门峡水库自身的排沙减淤与淤积形态的改善。     

“数字黄河”强力支撑黄河第10次调水调沙

2010年6月19日开始实施黄河第10次调水调沙,其目的是人工塑造异重流,提高小浪底水库出库排沙比,扩大下游河道过流能力,刁口河流路恢复过水,探索黄河水沙运动规律。     

基于多库优化调度的人工异重流原型试验研究

自2004年开始,黄委在小浪底水库进行大规模的人工塑造异重流排沙的原型试验,取得了宝贵的原始资料。2006年6月调水调沙运行后期,黄委防汛调度部门面对复杂的条件,利用多库联合调度和水流衔接技术,优化万家寨、三门峡、小浪底3座水库的调度运行,最终在小浪底成功塑造了人工异重流并排沙出库。此次异重流的排沙比为历次人工异重流的最大值,实际观测到的异重流过程有其独特的特点,证明了调度的科学性。     

小浪底水库的拦粗排细及异重流排沙——"黄河调水调沙的根据、效益和巨大潜力"之七

介绍了水库淤积时的泥沙分选规律,给出具体分析公式和算法。对小浪底水库异重流排沙做了深入分析,包括潜入条件和异重流畅流排沙、浑水水库排沙以及两者结合的排沙效果,指出后者排沙比最大,同时验证了排沙时的淤积及分组排沙比。在调水调沙过程中,应很好地利用异重流排沙。     

三门峡优化水沙调控办助小浪底调水调沙

在2004年黄河第三次调水调沙试验中，通过万家寨、三门峡、小浪底三座水库接力优化调度，成功地塑造了人工异重流，谱写了世界水利史的壮丽篇章。自2001年小浪底水库投运以来，通过黄河防总科学调度，三门峡水库优化水沙调控，四次助小浪底异重流效力黄河。     

三门峡优化水沙调控协助小浪底调水调沙

在2004年黄河第三次调水调沙试验中,通过万家寨、三门峡、小浪底三座水库接力优化调度,成功地塑造了人工异重流,谱写了世界水利史的壮丽篇章.自2001年小浪底水库投运以来,通过黄河防总科学调度,三门峡水库优化水沙调控,四次助小浪底异重流效力黄河.     

小浪底水库坝前异重流厚度变化分析

小浪底水库经过十多年运用,已经取得了显著的成绩。多年来,经过黄委会精心准备,合理调度,利用调水调沙实验,使得有限的水流在小浪底水库人工塑造异重流取得成功。文章分析了坝前异重流厚度与入库流量大小等因素的密切关系,为进一步研究小浪底水库异重流规律、排沙减淤提供了可供参考的理论依据。     

黄河第八次调水调沙取得成功

2008年6月19日至7月3日,黄河水利委员会实施了黄河第八次调水调沙,进一步扩大了黄河下游主河槽行洪排沙能力,成功塑造小浪底库区异重流并沙出库,小浪底水库以下至入海口全程通过了4000m^3/s以上的流量,为“96.8”洪水以来黄河下游主河槽通过的历时最长、也是最大的一次流量过程。     

小浪底水库2008—2009年调水调沙排沙比分析

针对小浪底水库2008年、2009年汛前调水调沙期间排沙比差异悬殊这一情况,从小浪底水库入库水沙过程和淤积形态两个方面分析了原因。结果表明:2008年后汛期入库沙量少,淤积三角洲上坡段纵比降小、抗冲性较强,造成2009年塑造的人工异重流初始动力较2008年同期小;2009年调水调沙期间河道自然来水少,异重流形成后后续入库流量小、持续时间短,异重流后续动力严重不足。在现有条件下,建议综合考虑三门峡、小浪底水库减淤效益,科学调配三门峡水库下泄流量过程,合理分配小浪底水库异重流和后续输送水量,尽快建设古贤等水利枢纽。     

异重流条件下小浪底水库坝前浑液面沉降规律探讨

小浪底水库洪水期以异重流形式排细泥沙出库为主,浑水中悬浮的泥沙颗粒细,沉速极为缓慢,其沉降特点可使水库调水调沙调度更为灵活,而且为水库高浓度排沙,进而为下游滩区放淤提供了有利的条件。文章通过对小浪底水库运用以来异重流条件下浑水水库分别在排沙和不排沙情景下沉降规律的探讨,初步建立了动水浑液面沉速公式,为精确模拟小浪底水库对洪水过程响应的三维数学模型以及提出水库蓄水期高效输沙的调度原则等提供技术支撑。     

2017年第1号洪水期间小浪底水库异重流分析

2017年黄河第1号洪水期间,在小浪底水库高水位运用的情况下,通过科学调度,成功地塑造异重流并排沙出库。根据实测资料对小浪底水库进出库水沙条件、水库运用情况、水库异重流演进及运动特点、异重流排沙情况等进行了分析总结。结果表明:此次异重流潜入点在距坝46.2 km的HH28断面,测点最大流速为0.49 m/s,最大含沙量为55.1kg/m~3,异重流厚度为0.77 m;从异重流潜入到排沙出库共计历时约为68 h,异重流运行速度约0.19 m/s;随着第1号洪水的演进,HH09、HH04、HH01断面的异重流流速、厚度整体上呈现先增大后减小的趋势;异重流塑造期入库总沙量为5 020万t,最大入库含沙量为477 kg/m~3,出库总沙量为21.65万t,最大出库含沙量为2.70 kg/m~3,水库排沙比为0.43%;此次异重流塑造过程为后期水库溯源冲刷排沙创造了有利条件。     

2013年汛前调水调沙期小浪底水库排沙特性分析

依据实测资料,从洪水过程、边界条件、水库运用等方面分析了2013年汛前调水调沙小浪底水库异重流排沙比偏高的原因如下:(1)三门峡水库蓄水量大,塑造的洪水过程流量大、历时长;(2)对接水位接近小浪底水库淤积三角洲顶点,使得三角洲顶坡段发生沿程冲刷及溯源冲刷;(3)在三门峡水库泄空期间,潼关断面流量较大历时较长。     

2007年黄河调水调沙圆满成功

6月19日至7月7日,黄河防总实施了2007年黄河调水调沙并取得圆满成功。6月27日,小浪底水库下泄最大流量4170m3/s,之后,花园口站出现4290m3/s、夹河滩站出现4100m3/s、高村站出现4050m3/s、孙口站出现3980m3/s、利津站出现3910m3/s的洪峰过程,这是继“96·8”洪水之后10年来整个黄河下游河道通过的最大洪峰流量。通过联合调度万家寨、三门峡、小浪底3座水库,于6月28日在小浪底水库再次成功地塑造了异重流,小浪底水库3条排沙洞出库水流含沙量最高达230kg/m3,这是调水调沙人工塑造异重流以来实现的出库最大含沙量,据测验,共有2611万t泥沙排出小…     

2008年黄河调水调沙人工塑造异重流调度分析

对2008年黄河调水调沙期间万家寨、三门峡、小浪底水库联合调度过程进行了详细的论述和分析,阐述了黄河干流万家寨、三门峡、小浪底水库群实施联合调度塑造人工异重流的控制要点:①掌握好万家寨水库泄流时机、下泄流量及下泄历时;②三门峡水库采用大流量短历时的逐级加大泄流方式;③三门峡水库下泄的大流量与小浪底水库对接水位不能太低.     

2010年汛前调水调沙小浪底水库排沙比分析

依据实测资料,从洪水过程、边界条件、水库运用等方面分析了2010年汛前调水调沙小浪底水库异重流排沙比偏高的原因:一是三门峡水库蓄水量大,塑造的洪水过程流量大、历时长;二是对接水位接近小浪底水库淤积三角洲顶点,使得三角洲顶坡段发生沿程冲刷及溯源冲刷;三是在三门峡水库泄空期间,潼关断面流量较大且历时较长.     

基于脉冲射流的小浪底水库人工异重流输沙方法探讨

小浪底水库的调水调沙实践证明,异重流在水库形成后,可以在水下长距离运行,直到排出库外,达到排沙清淤的效果,但其发生的时间段短。能否研究出一种满足异重流产生和运动的条件,并且长期产生人工异重流的设备,成为解决小浪底水库淤积问题的关键。为此,提出了采用脉冲射流冲驱泥沙实现人工异重流的方案。